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Colombia Médica
Vol. 37 Nº 3, 2006 (Julio-Septiembre)
Ejecución de un sistema piloto de tele-radiología en Medellín, Colombia
ALVIN GARCÍA, ZOOTEC.1, JUAN FELIPE ISAZA, ING. MEC.1,
URIEL ZAPATA, ING. CIV.1, SAMUEL R OLDÁN, O.D.2
RESUMEN
Objetivo: Aplicar un sistema piloto de tele-radiología en la ciudad de Medellín con software de acceso remoto que permita la
comunicación e interpretación a distancia de imágenes biomédicas.
Materiales y métodos: Se utilizaron imágenes de estudios de resonancia magnética y tomografía computadorizada almacenados
en formato DICOM. Los datos se transmitieron en una red punto a punto mediante líneas de red digital de servicios integrados
(RDSI) entre dos centros de diagnóstico radiológico. El sistema se llevó a cabo bajo arquitectura PC basada en Intel x86 con sistema
operativo Windows® 2000.
Resultados: Para la lectura y visualización local de imágenes almacenadas en formato DICOM, se desarrolló una aplicación en
Java con funciones que permiten su manipulación y la opción de exportar a otros formatos como JPEG, TIFF y BMP.
Conclusiones: El sistema permitió en modalidades como tomografía computadorizada (TC) e imagen por resonancia magnética
(RM) un diagnóstico e interpretación remota clínicamente confiables, con tiempos de respuesta aceptables para las necesidades
y modo de actuar reales de los centros radiológicos participantes.
Palabras clave: Consulta remota; Diagnóstico por imagen; DICOM; Imágenes biomédicas; RDSI; Tele-radiología.
Implementing a teleradiology pilot system in Medellín, Colombia
SUMMARY
Objective: To implement a teleradiology pilot system in Medellín city using software for remote access, this allows the
communication and interpretation of biomedical images at distance.
Materials and methods: Images from different magnetic resonance and computed tomography studies stored in DICOM format
were used. Data were transmitted in a point-to-point network using an integrated services digital network (ISDN) line between two
radiological diagnostic centers. The system was developed under PC Intel’s x86 architecture, with Windows® 2000 as the operating
system.
Results: In order to read and visualize images stored in DICOM format, a Java application with functions that allow their
manipulation and the option to export them to other formats such as JPEG, TIFF and BMP was developed.
Conclusion: The system allows a clinically reliable diagnostic and remote interpretation for modalities such as computed
tomography (CT) and magnetic resonance (MR) images, with acceptable response times.
Key words: Remote consultation; Diagnostic imaging; DICOM; Biomedical images; ISDN; Teleradiology.
Los desarrollos tecnológicos recientes apoyados en la
creciente difusión de la información han influido en forma
tanto directa como indirecta las múltiples áreas de la
ciencia y el conocimiento, de tal forma que su incidencia
ha transformado de manera significativa la práctica de la
medicina. El sector de la salud demanda una mejor prestación de servicios con diagnósticos confiables y respues-
tas ágiles y oportunas al paciente; para esto, con mayor
frecuencia, se utilizan diversos tipos de ayudas diagnósticas,
de las cuales, son cada vez más comunes las imágenes.
Para dicho efecto, el avance tecnológico en las telecomunicaciones y nuevos desarrollos en informática representan una importante ayuda en el manejo de la información
médica. Su práctica genera cambios, tanto en la gestión
1. Investigador, Grupo de Investigación en Bioingeniería (GIB), Escuela de Ingeniería, Universidad EAFIT, Medellín, Colombia.
e-mail: [email protected] [email protected] [email protected]
2. Director, Grupo de Investigación en Bioingeniería (GIB), Facultad de Odontología, Instituto de Ciencias de la Salud (CES),
Medellín, Colombia. e-mail: [email protected]
Recibido para publicación octubre 6, 2005 Aceptado para publicación junio 15, 2006
© 2006 Corporación Editora Médica del Valle
Colomb Med 2006; 37: 183-188
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hospitalaria como en la introducción de nuevos esquemas
de consulta y cuidado al paciente.
El diagnóstico por imágenes constituye uno de los
elementos importantes en la práctica de la medicina
moderna1. Un alto porcentaje de la información médica se
representa en imágenes digitales y análogas producidas en
diversas modalidades como tomografía computadorizada
(TC), resonancia magnética (RM), radiografía computadorizada (RC), exámenes de medicina nuclear (SPECT,
PET) y ultrasonido (US), entre otras. Estas imágenes con
frecuencia se almacenan en formatos estándares como
ACR-NEMA, PAPYRUS, INTERFILE v3.3, QSH, DEFF,
DICOM y otros formatos propietarios como SPI, Analize
y Genesis, o alguna combinación de ellos2.
Digital Imaging and Communications in Medicine
(DICOM), es un estándar abierto adoptado universalmente para representar información médica, que se creó hacia
1993 a fin de promover la transmisión y almacenamiento
de imágenes digitales médicas e información asociada
entre equipos de distintos fabricantes2,3. Este patrón se
desarrolló con énfasis en el manejo de imágenes médicas
diagnósticas que se usan en disciplinas relacionadas con
radiología y cardiología; sin embargo, es también aplicable
a un amplio rango de imágenes e información afines con
diversas disciplinas médicas como oncología, odontología,
neurología, radioterapia y veterinaria entre otras3.
Acceder y compartir información médica entre profesionales e instituciones del sector de la salud en tiempo
real, sobre interpretación o consulta es importante para
resolver con rapidez, situaciones que tienen impacto en la
atención eficaz de los pacientes. Además, en la actualidad
esto se considera como una ventaja competitiva y una
inversión estratégica que permite mejorar la productividad
y la imagen de la organización en el medio. En el contexto
nacional y regional, Medellín tiene una de las mejores
infraestructuras hospitalarias del país, con equipos y profesionales de alta calidad. Sin embargo, los altos costos en
equipos especializados para diagnostico médico y por
tanto los exámenes que con ellos se obtienen, hacen que
sean pocos los pacientes e instituciones que puedan tener
acceso a esta tecnología, sobre todo en regiones apartadas
de los centros urbanos de importancia.
Hoy se cuenta con una amplia infraestructura de telecomunicaciones y desarrollos en informática, así como la
disponibilidad de formatos estándares de almacenamiento
y comunicación en medicina, que permiten establecer
plataformas propicias para el desarrollo de sistemas que
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conecten en red equipos especializados en el diagnóstico
de imágenes y la posibilidad de transmitir y compartir
información entre las diferentes instituciones hospitalarias, centros de diagnóstico médico especializado, departamentos radiológicos y demás actores del sistema. Esto
haría más efectiva la prestación de los servicios de salud,
al disminuir los tiempos de respuesta, los posibles riesgos
y los costos relativos al transporte de pacientes y profesionales y propiciaría la creación de ambientes de colaboración entre profesionales e instituciones.
El American College of Radiology (ACR) define la
tele-radiología como la transmisión electrónica de imágenes radiológicas desde un lugar a otro para propósitos
diagnósticos y/o de consulta. Gracias a la tele-radiología,
los hospitales y los centros de urgencias médicas en
lugares remotos sin un médico especialista en radiología,
pueden transmitir imágenes a gran distancia para que las
analicen e interpreten oportunamente. Además, la teleradiología permite interconsultas para conseguir un segundo diagnóstico o la opinión de un experto e incluso atender
varias clínicas o centros radiológicos desde un mismo
puesto de trabajo4.
La tele-radiología y la tele-patología (es la práctica de la
patología a distancia, para realizar consultas entre patólogos
o entre patólogos y otros especialistas5) representan las
especialidades clínicas más desarrolladas en telemedicina
debido de manera principal al hecho que dependen en gran
parte de imágenes más que del contacto directo con el
paciente para un diagnóstico o identificar anormalidades,
además se han establecido estándares de amplia aceptación
por parte de los profesionales que garantizan la calidad de las
aplicaciones en esta área y por último existe suficiente
documentación en la literatura científica que demuestra su
eficacia clínica y su potencial rentabilidad6-8.
Un sistema de tele-radiología se configura para intercambiar información entre sitios transmisores y receptores. Su complejidad variará según las facilidades y necesidades de los usuarios, pero en todos los casos debe
proporcionar la calidad y la disponibilidad de imágenes
apropiadas para satisfacer las necesidades clínicas4. Cuando se utiliza un sistema de tele-radiología para una interpretación o diagnóstico oficiales, el personal médico tiene
la obligación de aplicar todas las normas de seguridad
establecidas para proteger la confidencialidad del paciente y garantizar la integridad de la información, es decir, no
debe haber una pérdida de datos clínicamente significativa
en la adquisición, transmisión y exhibición final de la
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Cuadro 1
Características de imágenes por modalidad de acuerdo con los estándares de la ACR4
Modalidad
Radiografía digital
Radiografía computadorizada
Mamografía
Resonancia magnética
Tomografía computadorizada
Medicina nuclear
Angiografía
Ultrasonido
Resolución (píxel)
4096 x 4096 x 10
2048 x 2048 x 10
4096 x 4096 x 10
512 x 512 x 8
512 x 512 x 8
512 x 512 x 8
512 x 512 x 8
512 x 512 x 8
Imagen por estudio
Tamaño (MB)
4
4
2
50
30
20
20
36
80.0
20.0
40.0
12.5
07.5
15.0
05.0
09.0
definir aplicaciones y protocolos que buscan dar solución
a un problema de comunicación e intercambio de información radiológica entre dos instituciones, pero sus resultados son fácilmente replicables a otras entidades y/o lugares con disponibilidad tecnológica similar.
MATERIALES Y MÉTODOS
Mapa 1. Ubicación geográfica de los
centros radiológicos
imagen4,9,10. El tamaño de las imágenes digitales es un
factor crítico para garantizar la calidad diagnóstica del
estudio y no deberá ser inferior a los límites de norma o
estándar apropiados del tipo de examen que en cada
modalidad especifica la ACR4,11. El Cuadro 1 resume los
requisitos de resolución de algunas modalidades en términos del tamaño de la imagen en píxeles y nivel de intensidad en escala de grises.
Las aplicaciones de acceso remoto, permiten desde
cualquier puesto de trabajo acceder y gestionar de manera
remota a equipos que puedan estar geográficamente
situados en lugares distantes y que se encuentren en una
misma red local o con acceso a Internet e implica que
permite trabajar con aplicaciones de un equipo remoto que
por cualquier razón no se pueda ejecutar en el equipo local,
transferir archivos entre estaciones de trabajo, monitorear
actividades que se llevan a cabo en diferentes estaciones,
tomar el control de una estación si se cree necesario,
establecer ventanas de diálogo con los usuarios para
consultas o soporte y demás actividades de gestión remota
de equipos, sin moverse del sitio12.
Este artículo describe la experiencia de un caso particular que inicialmente se plantea como un proyecto piloto,
es decir, no pretende resolver desde el principio problemas
asistenciales, sino evaluar una plataforma tecnológica,
La ejecución de este sistema se hizo en la ciudad de
Medellín entre el Centro de Diagnóstico Radiológico
CEDIMED y el Centro de Resonancia e Imágenes CERI,
distantes alrededor de 2 km (Mapa 1). El sistema consistió
de tres módulos que se describen a continuación:
Almacenamiento. Las imágenes médicas y la información adjunta son adquiridas en equipos de tomografía
computadorizada (TC) y resonancia magnética (RM)
instalados en los centros de diagnóstico radiológico participantes. Estos estudios son archivos digitales de formato
DICOM y se almacenan manualmente en el servidor, que
consistió de una estación de trabajo Intel® Pentium IV 1.4
Ghz, 1 GB RAM y 2 DD SCSI 40 GB con sistema operativo Windows® 2000 Server12.
Transmisión de Datos. Para la conexión se estableció
una red virtual privada (RVP) punto a punto, donde los dos
nodos se comunican entre sí a través de Internet. La transmisión de datos se realizó sobre una línea bidireccional RDSI,
que proporciona una velocidad de transmisión de 64 kb/s
(kilobits por segundo) por canal (Figura 1). La comunicación
entre los equipos se estableció por medio de un canal sincronizado con el software de acceso remoto Terminal Service®,
integrado en Windows® 2000 Server (Microsoft, Redmond,
WA, USA). Para garantizar la seguridad, integridad y confidencialidad de la comunicación, Terminal Service® provee
medios de autenticación y autorización de usuarios y utiliza
protocolos de cifrado y encriptación para transmitir los
datos13.
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Internet
RVP
RDSI
64 Kb/s
CEDIMED
CERI
RDSI
64 Kb/s
Figura 1. Arquitectura de la red
Internet
DICOM
Red
Red
Virtual
Virtual
Privada
Privada
DICOM
Estación de
Diagnóstico
Servidor
Estación de
Diagnóstico
Cliente
Figura 2. Modelo del sistema en funcionamiento
La estación de trabajo que actúa como cliente puede
tener acceso al servidor para enviar, consultar y visualizar
imágenes en tiempo real, así como también descargar
archivos a nivel local en modo asíncrono para su posterior
interpretación y manipulación detallada (Figura 2).
En el Cuadro 2, se describen los tiempos de transmisión
para un estudio seleccionado, según el tamaño y ancho de
banda que ofrecen las diferentes tecnologías de comunicación. Por ejemplo, en un estudio de radiografía digital, el
tamaño de las imágenes son de 4,096 x 4,096 píxeles y 10
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bits por píxel, tendrá cerca de 80 MB. Una línea de red
telefónica conmutada (RTC) tiene un ancho de banda de
56 kb/s por lo que la transferencia de un estudio de este tipo
tardaría [(4,096 x 4,096 x 10 x 4)/56,000] ≈199.73 min.
Existen otras alternativas tecnológicas como RDSI,
que provee canales de comunicación más eficientes que
RTC. En general, con un ancho de banda de 128 kb/s, un
estudio de tomografía computadorizada de 7.5 MB toma
8 ó 9 min para ser enviado por este medio.
Visualización. Tanto el servidor como el nodo cliente
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Cuadro 2
Tiempos de transmisión de estudios radiológicos (minutos)a
Ancho de bandab (kb/s)
Estudio
33.6
Radiografía digital
Radiografía computadorizada
Mamografía
Resonancia magnética
Tomografía computadorizada
Medicina nuclear
Angiografía
Ultrasonido
332.88
83.22
166.44
52.01
31.21
20.81
20.81
37.45
56
64
128
256
384
512
1,024
1,1000
199.73
49.93
99.86
31.21
18.72
12.48
12.48
22.47
174.76
43.69
87.38
27.31
16.38
10.92
10.92
19.66
87.38
21.85
43.69
13.65
8.19
5.46
5.46
9.83
43.69
10.92
21.85
6.83
4.10
2.73
2.73
4.92
29.13
7.28
14.56
4.55
2.73
1.82
1.82
3.28
21.85
5.46
10.92
3.41
2.05
1.37
1.37
2.46
10.92
2.73
5.46
1.71
1.02
0.68
0.68
1.23
1.02
0.25
0.51
0.16
0.10
0.06
0.06
0.11
a. Las combinaciones con tiempos superiores a 20 minutos se encuentran sombreadas, pues se considera que resultan incómodas para
un diagnóstico fluido en modo sincrónico.
b. Los cálculos se basan en el supuesto de una comunicación libre de errores y ancho de banda totalmente disponible.
cuentan con una aplicación desarrollada en lenguaje Java
(J2SE 1.4.1, Sun Microsystems, Santa Clara, CA, USA) que
permite visualizar y manipular archivos DICOM y exportarlos a formato JPEG, TIFF o BMP (Figura 3). El hardware
para visualización consta de una estación de trabajo Intel®
Pentium IV 1.4 Ghz, 1 GB RAM, tarjeta de video DDR
NVIDIA GeForce2 GTS 32 MB con sistema operativo
Windows® 2000 Professional (Microsoft, Redmond, WA,
USA)y un monitor de 21 pulgadas con una resolución de 1,600
x 1,200 píxeles y 32 bits de profundidad.
Los estudios desplegados en esta estación, los evaluaron subjetivamente radiólogos expertos de estas instituciones para determinar la confiabilidad diagnóstica de la
imagen.
RESULTADOS
Un sistema básico de tele-radiología en Medellín que al
integrar la tecnología actual en informática y comunicaciones permite apoyar a los profesionales de la salud en los
procesos de consulta y diagnóstico por imagen en forma
oportuna y confiable sin tener en cuenta las distancias
existentes.
De acuerdo con los resultados experimentales, el
sistema permite en tomografía computadorizada y resonancia magnética un diagnóstico e interpretación remota
confiable clínicamente, con base en las evaluaciones
hechas por los especialistas, que avalaron la calidad de la
imagen en aspectos como tamaño, resolución e integridad
o pérdida de los detalles en la imagen después de la
transmisión, como se describe en los estándares y normas
que regulan la tele-radiología4,9,10.
Se desarrolló una aplicación en lenguaje de programa-
Figura 3. Vistas de la Interfaz Gráfica de Usuario
de la aplicación
ción Java, para visualizar y leer imágenes, informes,
señales biomédicas y datos adjuntos relacionados que se
almacenan en formato DICOM, que permite su manipulación y la opción de exportar como archivos JPEG, TIFF
y BMP. En la actualidad se han evaluado con éxito 1,525
de 2,023 imágenes correspondientes a las modalidades de
tomografía computadorizada, ultrasonido, resonancia magnética, angiografía, medicina nuclear y radiografía digital.
DISCUSIÓN
En las pruebas hechas se utilizaron líneas de comunicaciones RDSI como una opción tecnológica intermedia
más aceptable para la ejecución inicial del proyecto, tanto
en costos, como en velocidad de transmisión y disponibilidad del servicio en la ciudad. Es de esperar que en un
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futuro se ofrezcan servicios de transmisión de datos con
mayor ancho de banda a precios asequibles que permitan
establecer un servicio en tiempo real más fluido. Sin
embargo, es posible instalar este sistema en sitios donde el
único canal de transmisión es RTC y aunque el tiempo de
transmisión es alto, permite la práctica de un sistema
donde los estudios se pueden enviar en forma asíncrona,
es decir, las imágenes se remiten en tiempos diferidos a fin
de ser vistas por el médico en el momento más oportuno
para él; este sistema se adapta mejor a las necesidades y
al modo de actuar reales de los centros radiológicos.
Se ha conseguido desarrollar un sistema dirigido hacia
todos los profesionales del área de la salud que interactúen
con imágenes biomédicas, el cual permite la transmisión a
puntos locales o remotos sin considerar las distancias
existentes, así como suministrar diagnósticos con gran
agilidad y confiabilidad, que aumentan la eficiencia y
productividad en la prestación de servicios radiológicos.
Los resultados que se informan en este artículo demuestran la viabilidad de la práctica de este tipo de sistemas,
mediante recursos y tecnologías de bajos costos y fácil
acceso. Esta prueba piloto se puede tomar en consideración
para ejecutar otros sistemas de tele-radiología. Las características particulares como ubicación geográfica y disponibilidad de tecnologías en telecomunicaciones, harán necesario
adaptarlas a cada situación y lugar; sin embargo, las medidas
propuestas las pueden desarrollar entidades del sector de la
salud con la suficiente seguridad de que los resultados que
aquí se presentan, son repetibles.
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REFERENCIAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
188
Lee JS, Tsai CT, Pen CH, Lu HC. A real time collaboration system
for teleradiology consultation. Int J Med Inform 2003; 72: 73-79.
Clunie DA. Medical Image Format FAQ: General Information &
Standard Formats. [fecha de acceso junio 5 de 2005]. URL
disponible en: http://www.dclunie.com
National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Digital
Imaging and Communications in Medicine (DICOM). NEMA,
Rosslyn, VA, 2006. [fecha de acceso junio 2 de 2006]. URL
disponible en http://medical.nema.org/
American Collage of Radiology. ACR Technical Standard for
Teleradiology. ACR Technical Standard 2003; 645-653. [fecha de
acceso junio 5 de 2005]. URL disponible en: http://www.acr.org
Canto R. Telemedicina: informe de evaluación y aplicaciones en
Andalucía. Sevilla: Agencia de Evaluación de Tecnologías Sanitarias de Andalucía; 2000.
Kopec A, Salazar A. Aplicaciones de telecomunicaciones en salud
en la subregión andina: Telemedicina. Washington, D.C.: Organización Panamericana de la Salud, OPS/OMS; 2002.
Krupinski E, Nypaver M, Poropatich R, Ellis D, Safwat R, Sapci
H. Clinical applications in telemedicine/ telehealth In: State-ofthe-Art Telemedicine/Telehealth Symposium: An International
Perspective. Telemed J E Health 2002; 8: 13-34.
Radiological Society of North America (RSNA). Handbook of
teleradiology applications. Michigan: RSNA IPC Communication
Services; 1997.
Ministerio de la Protección Social de Colombia. Resolución 2182
de 2004 por la cual se definen las condiciones de habilitación para
las instituciones que prestan servicios de salud bajo la modalidad
de telemedicina. Bogotá: Ministerio de la Protección Social de
Colombia; 2004.
Asociación Médica Mundial (AMM). Políticas de la AMM [fecha
de acceso junio 5 de 2006]. URL disponible en: http://www.wma.
net/s/policy/a7.htm
American Collage of Radiology. ACR Technical Standard for
Digital Image Data Management. ACR Technical Standard 2003;
719-727. [fecha de acceso junio 5 de 2005]. URL disponible en
http://www.acr.org
Cáceres J. Control remoto de equipos. PC World 2000; 164: 238256.
Microsoft Corporation. [fecha de acceso junio 2 de 2005]. URL
disponible en http://www.microsoft.com